① 請問解析度和存儲大小是怎麼計算的
解析度是數碼相機中一個重要的參數,其數值大小將直接影響到最終圖像的質量。圖像的解析度越高,那麼圖像的尺寸和體積都將越大,而數碼
相機是採用存儲卡做為存儲設備,我們一般用水平和垂直方向上所能顯示的像素數來表示解析度,例如1600×1200。該值越大圖形文件所佔用的
磁碟空間也就越多,從而圖像的細節表現得更充分。
② 量子計算與量子計算機進展隨議
我第一次對量子計算產生印象是在1995年,雖然之前知道量子計算和量子計算機的概念,但都不如那次印象深刻。那個時候我在中科院計算所CAD開放實驗室擔任副主任。在接待中科院一位領導的過程中,他在觀看了我們的科研成果後說道,你們如果能夠將精力投入到量子計算領域就好了,這個領域目前看很艱難,但從國家角度看急需開展研究。時至今日,我除了對這件事印象深刻之外,還對這位領導的眼光、視野深感佩服。
由於我從事的是CAD、圖形學、可視化方面的研發工作,偏軟體、偏應用,和量子計算差異很大,個人和實驗室在量子計算方面也缺乏基礎,再加上後來把主要精力投入到了流程工業軟體上,此事當時也只能作罷。
時隔數年,再次關注量子計算,一是因為國內在量子計算、量子計算機和量子通信等方面取得了進展;另一個原因是2017年到美國時,發現參加圖靈獎頒獎典禮的很多科學家都在做量子計算。另外有一次在過美國海關時,被海關人員問到了量子計算的一些事情,這個經歷令我印象深刻。在此之後,作為計算領域的專業人士,我對量子計算就無法再持忽視態度了。
由於我對量子計算、量子計算機、量子通信尚屬外行,為了理解這些概念,我主動查閱了一些文獻資料,對於量子、量子計算、量子計算機、量子通信等概念和原理做了了解,這樣相對於對量子計算感興趣的非專業人士來講,我比他們確實更了解一些,但在該領域的專業從業人士看來,我依然是一個外行。以我這個狀態,今天也是「斗膽」就量子計算進展做一些議論,其目的是為了引起 社會 思考,有助於量子計算等 科技 的發展,同時也是為了讓讀者了解CCF的CNCC上即將舉辦的「後量子霸權階段的量子計算」技術論壇。由於我相對外行,肯定有很多描述不當之處,還請讀者批評指正,如果要聽真正的專家講解,還是可以到CNCC去聽講、提問或參與討論,該技術論壇的相關信息請訪問CNCC網站(cncc.ccf.org.cn)。
為了了解後面的內容,首先要弄清楚什麼是量子。量子(quantum)是現代物理的重要概念,即一個物理量如果存在最小的不可分割的基本單位,則這個物理量是量子化的,該最小基本單位被稱為量子。量子一詞最早是由德國物理學家M·普朗克在1900年提出,經愛因斯坦、玻爾、德布羅意、海森伯、薛定諤、狄拉克、玻恩等人不斷完善,在20世紀的上半葉,建立了完整的量子力學理論體系。量子力學原理存在很多和經典物理原理不同的地方,如能量不連續、波粒二象性、不可測(薛定諤貓原理)、量子糾纏等,因篇幅所限,這些概念不在本文中敘述,讀者可以通過查閱文獻來了解。
要注意的是,量子體系有很多種,目前領域內普遍關注的量子計算實現方式有超冷原子、離子阱、光子、超導量子比特、半導體量子點、拓撲量子計算、N-V色心等,讀者有時間也可以自行了解其具體含義。
量子通信利用了量子的基本特性(主要是量子糾纏)進行安全通信,主要分為量子密鑰分發和量子態隱形傳輸兩種方式。量子密鑰分發可以建立安全的通信密碼,實現一次一密的加密傳輸,有極高的安全性。量子密鑰分發技術再輔以光開關等技術,還可以實現量子密鑰分發網路,實現大規模應用。量子態隱形傳輸是基於量子糾纏態的分發與量子聯合測量,實現信息傳輸,可以實現任意遠距離的量子密鑰分發。目前從報道看,中國的量子通信技術有很大進展,但由於很難看到具體的技術資料,源於報道只言片語的相關信息,很難推斷出大眾關心的產業化應用時間表。
量子計算范圍比較廣,泛指使用量子力學原理進行計算的所有技術,其中除了量子計算機之外,還有在傳統計算機上的模擬量子計算,以及量子計算模擬晶元等。目前量子計算研究進展很快,但量子計算的真正突破取決於真正的量子計算機的進展,尤其是量子存儲和計算器件(注意,這里沒有使用晶元,因為量子器件和傳統的晶元是完全不同的概念)。因為量子計算機可以實現存儲容量的指數級增長,同時具有天然的並行計算能力,它可以極大提升存儲能力和計算能力。
為了弄清楚量子計算、量子計算機的進展, 2020年3月,CCF YOCSEF舉辦了一個思辨式的技術論壇,論壇題目是「 量子計算機離我們還有多遠?」。這場論壇吸引了2000多名觀眾在線參與,是一次不錯的科學普及和對量子計算機發展的思辨活動。在這個技術論壇上,我了解到,量子計算一 直受到各國政府、大型企業及科學家的重視,政府和大型企業已經投入了大量資金。且有報道稱,預計未來5年量子計算機的性能每年都將提高10倍,這意味著到2025年量子計算機的速度將比現在提高10萬倍。但同時對量子計算機的進展,業界也存在不同的聲音,如2019年法國蒙彼利埃學院理論物理學家Michel Dyakonov就在IEEE Spectrum發表文章,認為在可預見的將來看不到有用的量子計算機;美國俄克拉荷馬州立大學的知名教授Subhash Kak也持類似觀點。該論壇的組織者梳理了國內外量子計算方面的研究,將研究內容分為三個類別進行分析:量子計算機、模擬量子計算機、傳統計算機上實現的量子演算法或量子軟體,發現學界爭議的核心點是在量子計算機方面,而對於後兩個類別的研究內容,學者之間幾乎沒有爭議。為此將該論壇焦點定位在「量子計算機」領域,希望能夠撥開籠罩在量子計算機上的迷霧。論壇覆蓋基本原理、基本進展、工程化、產業化等方面內容,形成的共識是廣泛商用的通用量子計算機還需要等待10年以上,甚至可能要等30年。從後來的報道看,該論壇確實讓參會者了解了量子計算機的相關概念和原理,並對量子計算機的研究進展有了一定的認知,我遇到的參會者也基本上都表示很有收獲。
一次論壇不能讓人了解全部,也無法解決所有問題,CCF之前已經安排了很多量子計算的研討、思辨活動,後續還將安排不同深度、不同廣度的活動。本文要推薦的是即將在CNCC2020上舉辦的一個技術論壇「後量子霸權階段的量子計算」。本次論壇由中科院計算所孫曉明和張家琳副研究員主導策劃,邀請了 范桁( 中科院物理所研究員,固態量子信息與計算實驗室主任,報告題目為超導量子計算與量子模擬)、 孫麓岩( 清華大學交叉信息研究院,報告題目為量子糾錯)、 尹璋琦( 北京理工大學物理學院量子技術研究中心教授,報告題目為雲端量子計算)、 張家琳( 中科院計算所副研究員,報告題目為量子電路深度優化)等,內容很具體,適合計算領域專業人士參與。這些專家在量子計算領域比我專業得多,如果能和他們當面交流,相信會有更大收獲。論壇具體安排在10月24日下午13:30~15:30,如果有興趣觀看他們的報告,並和這些專家交流,可通過CNCC網站(cncc.ccf.org.cn)報名參與。
③ (計算機圖形學)如何求幀緩存~急
幀緩沖器的容量v與解析度m*n,可同時顯示的k種顏色之間的關系滿足v=m*n*(lgK)的整數上限。
在這里,因為可選2^15種顏色,所以lgK=15,代入公式就可以知道幀緩存的容量為v=1.625MB
查找表的長度N=15,字寬W=17
【這里,如果W>N,可以有2^W灰度等級,但每次只能有2^N個不同的灰度等級可用】
④ 求救計算機圖形學試題:灰度等級為256極,解析度為1024*1024的顯示器,至少需要的幀緩存容量為多少
B: 1MB;